Защо изграждането на интерфейси мозък-компютър е толкова трудно

Бъдещето трябваше да е свързано с свързването на компютрите към нашия мозък.

Романи като "невромант" направи да изглежда, че сме само на години от създаването на функционален мозъчно-компютърен интерфейс (BCI), който ще ни позволи да влезем в споделена виртуална реалност. Но последната фаза на изследване, което превежда опитите за разговор от хора с увреден говор, парализиран пациент в думи на екрана показва колко далеч трябва да стигнем, преди да осъществим невронна връзка с компютри.

„Да се ​​опитваш да накараш компютърната програма да дешифрира планираното движение въз основа единствено на сигнали, записани от кората, е като ти или аз да се опитваме да съберем заедно значението на изречение, в което липсват много важни думи", Едел Фийлд-Фот, директор на изследването за увреждане на гръбначния мозък в

Овчарски център, каза пред Lifewire в интервю по имейл. "Понякога ще отгатнем правилно липсващите думи въз основа на контекста, а друг път не."

Четене на мисли

Последната фаза от дългогодишното финансирано от Facebook проучване от Калифорнийския университет в Сан Франциско (UCSF), наречено Chang Labs, наскоро обяви напредък в опитите си да разчете мислите на парализиран пациент.

Проучването, ръководено от неврохирург д-р Едуард Чанг, включваше имплантиране на електроди в парализиран мъж, получил инсулт на мозъчния ствол. С електроден пластир, имплантиран в областта на мозъка, свързана с контрола на гласовия тракт, мъжът се опита да отговори на въпроси, показани на екрана. Алгоритмите за машинно обучение на проучването успяха да разпознаят 50 думи и да ги преобразуват в изречения в реално време.

„Доколкото ни е известно, това е първата успешна демонстрация на директно декодиране на пълни думи от мозъчната дейност на някой, който е парализиран и не може да говори“, каза Чанг в съобщение за новини.

Изследователите имат големи надежди, че подобно изследване в крайна сметка може да се превърне в практически ползи за пациентите.

„Способността за улавяне на сигнали от мозъка означава, че информацията може да се обработва от компютъра и да се използва за управление на устройства“, каза Фийлд-Фот. „Тези устройства могат да се използват от хора, които поради нараняване или здравословно разстройство са загубили връзката между мозъка и мускулите, независимо дали става дума за мускули, които контролират речта, ръцете или краката.

Tesla за вашия мозък?

Компанията Neuralink на Илон Мъск постига напредък в BCI. Изследователите са разработили сложни автоматизирани хирургически роботи за имплантирайте един или повече BCI под черепа на, до момента, прасета и маймуни, без видими неблагоприятни медицински въздействие.

Мат Луис, изследователски директор в охранителна фирма NCC Group, каза пред Lifewire в интервю по имейл, че това включва успешно извличане на BCI, за да покаже, че процесът може безопасно да бъде обърнат. Маймуните на Neuralink също са се научили да играят видеоиграта понг просто чрез мисъл, със значителен ефект и точност.

Освен подкрепата на хората с увреждания, нараства интересът към използването на BCI за подобряване на дейности като напр мислене на текст, а не на писане, което при правилните условия може да бъде много по-бързо от писането, каза Луис.

„Има и безброй други интересни приложения като използването на мисъл във видеоигрите (вместо да се налага да се използва контролер)“, добави той. „И когато двама потребители имат BCI в близост, възможността да могат да симулират форма на телепатия, при което потребителите общуват помежду си просто чрез мислене и използване на BCI кодиране и декодиране на тези мисли."

Чанг каза, че изпитанието ще бъде разширено, за да включи повече участници, засегнати от тежка парализа и комуникационни дефицити. В момента екипът работи за увеличаване на броя на думите в наличния речник и подобряване на скоростта на говорене.

Но ускоряването на BCI върви ръка за ръка с машинното обучение, каза Луис.

„BCI трябва да тренира и научи мозъчната активност на потребител, за да разбере кои части на мозъка и какви видове активност корелират с конкретни мисли и действия“, добави той. „Потребителите ще трябва да обучат приложение, преди то да отговаря на техните очаквания.“